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Zitat

Meine Frage:
Im Prinzip ganz einfach, was ist der Unterschied zwischen Arbeit und Wärme?


Meine Ideen:
Ich kenne so ziemlich alle Formeln, weiß auch, dass beide keine Zustandsgröße sind und wenn kleiner 0 fließt Energie aus dem System.
Aber mal kurz und knackig die Unterschiede wären schön.

Zitat

als "arbeit" bezeichnet man diejenige energie, welche einem system zufliesst (oder von ihm verrichtet wird), also die differenz zwischen ausgangs- und endzustand eines systems
...voellig unbeschadet der frage, in welcher form diese energie hernach/vorher im system vorliegt oder in welcher form sie das system betritt / verlaesst

"waerme" ist eine der "speicherformen" in denen energie innerhalb des systems repraesentiert sein kann.

messbares merkmal der waerme-energie ist die temperatur. die temperatur ist mit der waermeenergie ueber die waermekapazitaet des betreffenden koerpers verknuepft*⁾: E = C_p * T
*⁾
hierbei wird die waermekapazitaet C_p als naeherungsweise temperaturunabhaengig und konstant angenommen
diese idealisierte betrachtungsweise trifft lediglich bei idealen gasen naeherungsweise zu, und blendet z.b. moegliche phasenuebergaenge aus

Es wäre schön , wenn mal jemand ( natürlich gern auch mehrere ) mal Stellung nehmen würde zu der Frage, ob der Text des vorstehenden Zitats die Begriffe Arbeit und Wärme zutreffend beschreibt.

Gruß FKS

Zitat

als "arbeit" bezeichnet man diejenige energie, welche einem system zufliesst (oder von ihm verrichtet wird), also die differenz zwischen ausgangs- und endzustand eines systems
...voellig unbeschadet der frage, in welcher form diese energie hernach/vorher im system vorliegt oder in welcher form sie das system betritt / verlaesst

Die vorstehend zitierte Aussage ist unklar. Es entsteht der Eindruck, dass die am betrachteten System verrichteten , bzw. der von diesem System an einem anderen System verrichteten Arbeiten betragsgleich seien mit der Änderung der Gesamtenergie des betrachteten Systems. Was natürlich nicht der Fall ist. Immerhin verrichtet z.B. ein isotherm expandierendes Ideales Gas Arbeit bei gleichbleibender innerer Energie.
im Übrigen ist " Arbeit " im Sinne des ersten Hauptsatzes keine Zustandsgöße und somit schon gar keine Existenzform der Energie, sondern nur eine Austauschform. Insbesondere kann die Innere ( Gesamt - ) Energie eines Systems nicht aufgeteilt werden in einen "Wärmeteil" und einen "Arbeitsteil". "Inhaltlicher Bestandteil" des Systems sind nur die Gesamtenergie und die den beiden Austauschformen "Wärme" und "Arbeit" entspechenden exzessiven. d.h. mengenartigen Variablen "Entropie" und "Volumen" die man im Sinne des nachfolgenden Veranschaulicungsversuchs als "Energieträger" bezeichnen kann :

Ein Händer erhalte mehrere Weizenlieferungen in verschiedenen verpackten Gebinden. Betrachtet man nun das Lagerhaus des Händlers als System, so ist dort nach dem "Umladen" der diversen Gebinde in den Vorratsbehälter des Händlers nicht mehr festzustellen, wieviel Weizen in welchem Gebinde angeliefert worden ist. Woran auch die Tatsache nichts ändert, dass die diversen Transportbehälter noch vollzählig vorhanden sind und wiederverwendet werden können.

Zitat

"waerme" ist eine der "speicherformen" in denen energie innerhalb des systems repraesentiert sein kann.

Den mir nicht geläufigen Begriff "Speicherform der Energie" kann man nach dem vorstehend zitierten Kontext mMn nur so verstehen, als würde damit ein bestimmter Anteil der Gesamtenergie eines Systems beschrieben, was aber nicht zutreffend ist. Dies nämlich würde bedeuten, dass "Wärme" nicht nur eine Zustandsgröße , sondern darüber hinaus auch eine so genannte "Existenzform der Energie" sein müsste, wie es zum Beispiel kinetische Energie und Lageenergie sind. Dies aber auch nur in dem Fall so ist, dass die Gesamtenergie als Summe dieser beiden Energieformen dargestellt werden kann , was voraussetzt, dass die kinetische Energie nur von der Geschwindigkeit v und die Lageenergie nur von einer Ortsvariablen r abhängt. Was z.B. nicht ( mehr ) der Fall ist, wenn z.B. die Lageenergie von der Masse abhängt und diese wie im relativistischen Fall mit der Geschwindigkeit zunimmt.


Formal bedeutet dies für die Energieformen E(r) und E(v) in \[ E \ = \ E(r) \ + \ E(v)\]\[ dE \ = \ E_r(r) \ dr \ + \ E_v(v) dv\]
\[E_{rv} \ = \ E_{vr} \ = \ 0 \]
Womit jede Existenzform trivialer Weise eine Zustandsgröße ist, sich aber von einer solchen dadurch unterscheidet, dass die "gekreuzten" zweiten Ableitungen nicht nur gleich , sondern auch gleich Null sein müssen .


Gruß FKS

Zitat

messbares merkmal der waerme-energie ist die temperatur. die temperatur ist mit der waermeenergie ueber die waermekapazitaet des betreffenden koerpers verknuepft \[ E \ = \ C_p \ \cdot \ T \]hierbei wird die waermekapazitaet Cp als naeherungsweise temperaturunabhaengig und konstant angenommen
diese idealisierte betrachtungsweise trifft lediglich bei idealen gasen naeherungsweise zu, und blendet z.b. moegliche phasenuebergaenge aus.

Auch bei Akzeptanz der vorgenannten Einschränkungen bleibt die Beschreibung immer noch mangelhaft.

Nach dem ersten Hauptsatz gilt : \[ dU(T,V) \ = \ \delta Q \ + \ \delta W \ = \ \delta Q \ - \ pdV \] Vergleich mit dem totalen Differential von U(T,V) \[ dU(T,V) \ = \ dU_T \ \cdot \ dT \ + \ dU_V \ \cdot \ dV \] \[ dU(T,V) \ = \ n \ C_V \ \cdot \ dT \ + \ T \ ( \ \frac {dp}{dT} \ )_V \ \cdot \ dV - \ p \ dV \] ergibt : \[ \delta Q \ = \ n \ C_V \ \cdot \ dT \ + \ T \ ( \ \frac {dp}{dT} \ )_V \ \cdot \ dV \] Entgegen verbreiterer Ansicht muss es sich also auch bei dem zweiten Term um Wärme handeln. Wie lässt sich dieser Term als Wärme verstehen : \[ T \ ( \ \frac {dp}{dT} \ )_V \ \cdot \ dV \]
Gruß FKS